CN110313238B - 基于陀螺寻北仪的飞机惯性导航装置安装方位调校方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于陀螺寻北仪的飞机惯性导航装置安装方位的调校方法。使用本发明能够有效地实现飞机上惯导安装方位的调校，且使用简捷方便、可靠性好、调校精度高、通用性好。本发明利用设计的调校装置对飞机惯导的安装方位进行调校，所述调校装置包括机架和安装在机架上的光轴截取装置和调校平台，其中，调校平台由连接平板和安装在连接平板上的瞄准镜、垂准仪、寻北仪和水平仪构成；本发明通过采用光学与惯性相结合的测量的方法，测量飞机的纵轴方向，并采用惯导自身的机械接口连接惯导自身的安装环境，对惯导安装接口进行直接测量调校，可以达到较高的调校精度，且操作简便，可以大幅提高调校效率。

Description

基于陀螺寻北仪的飞机惯性导航装置安装方位调校方法

技术领域

本发明涉及惯性测量技术领域，具体涉及一种基于陀螺寻北仪的飞机惯性导航装置安装方位的调校方法。

背景技术

惯性导航装置(简称惯导)安装在飞机上，由于长时间机体变形或其他原因，导致惯导安装方位发生漂移，影响飞机飞行精度和目标命中精度，所以需要定期进行方位调校。所谓方位调校就是将惯导方位与飞机方位(飞机纵轴方向)调校成一致。传统的方位调校方法是采用L型吊板(即硬式连接支架)的技术方案，其缺点是吊板易变形且笨重、操作不便、调校精度难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于陀螺寻北仪的飞机惯性导航装置安装方位的调校方法，能够有效地实现飞机上惯导安装方位的调校，且使用简捷方便、可靠性好、调校精度高、通用性好。

本发明的基于陀螺寻北仪的飞机惯性导航装置安装方位的调校方法，包括如下步骤：

步骤1、构建调校装置；

所述调校装置包括机架和安装在机架上的光轴截取装置和调校平台；

其中，调校平台由连接平板和安装在连接平板上的瞄准镜、垂准仪、寻北仪和水平仪构成；

所述连接平板上设有与机上惯导安装过渡板配合的、基于一面两销定位方式的惯导机械接口；还设有一个镜面，镜面的法向与连接平板上的两销孔连线方向垂直，作为惯导的方位向基准；还设有两个寻北仪定位销，二者连线与镜面垂直；还设有回转装置定位孔，连接平板的回转轴线与回转装置的中心轴线重合；

垂准仪通过中空的垂准仪支座安装在连接平板上方，并避开瞄准镜的光路，垂准仪的视准轴竖直、并与回转装置的中心轴线重合；

瞄准镜位于垂准仪的后方，瞄准镜的光轴与垂准仪的视准轴相交，瞄准镜的光轴与镜面垂直；

寻北仪通过寻北仪定位销安装在连接平板上，且寻北仪的定位基准与镜面的法向平行；

连接平板还设有两个相互垂直的水平仪，水平仪的定位面位于连接平板上方、且与惯导安装过渡板的定位平面平行；

光轴截取装置为成像屏幕，位于调校平台中垂准仪的竖直向上的光路、以及军械校靶镜的光路上，用于在军械校靶镜中观察垂准仪向上的激光光斑；

机架上设有用于调节连接平板位置的平移装置、用于调节连接平板水平度的调平装置和用于调节连接平板角度的回转装置，还设有用于调节光轴截取装置的高度的滑轨；

步骤2、将飞机调水平，利用军械校靶镜确定飞机纵轴方向，在军械校靶镜光轴上设置铅垂线；

步骤3、将机架移动至军械校靶镜的前方，并调整光轴截取装置的位置，使得光轴截取装置的屏幕位于军械校靶镜视场中央；

步骤4、调平调校平台和垂准仪，水平移动调校平台使得垂准仪竖直向上的激光光斑经光轴截取装置成像后入射到军械校靶镜视场中央；

步骤5、水平回转调校平台使得铅垂线位于瞄准镜视场中央；此时，瞄准镜光轴方向与飞机纵轴方向一致；

步骤6、采用寻北仪测量获得此时飞机纵轴方向与真北方向的偏角，记为α；

步骤7、取下调校平台，并将惯导安装过渡板安装于连接平板的下方，然后将安装了惯导安装过渡板的调校平台安装到飞机惯导底板上，在飞机上通过调整惯导底板使寻北仪的示值与步骤6获得的α一致、且水平仪水平，至此，完成了飞机惯性导航装置的安装方位的调校。

有益效果：

本发明方法采用光学测量结合调整机构使装置的坐标系与飞机坐标系平行，再通过惯性测量方法结合调校结构使惯导坐标系与飞机坐标系平行，从而保证了机上惯导坐标系与飞机坐标系平行，达到惯导在飞机上安装方位调校的目的。

本发明通过采用光学与惯性相结合的测量的方法，测量飞机的纵轴方向，并采用惯导自身的机械接口连接惯导自身的安装环境，对惯导安装接口进行直接测量调校，可以达到较高的调校精度，且操作简便，可以大幅提高调校效率。

传统的军械校靶镜的光轴与机械定位轴线存在夹角误差，该误差在传统的直接使用军械校靶镜机械手进行定位的方案中无法消除，因此调校精度较低，而本发明直接采用瞄准镜光轴与惯导安装过渡板定位基准和寻北仪定位基准建立联系，大大提高了调校精度。

附图说明

图1为本发明方法采用的调校装置结构示意图。

图2为本发明方法采用的调校装置中调校平台结构示意图。

图3为本发明方法采用的调校装置中连接平板结构示意图，(a)为底面，(b)为顶面。

图4为本发明调校原理示意图。

其中，1-光轴截取装置，2-调校平台，3-机架，4-垂准仪，5-连接平板，6-瞄准镜，7-寻北仪，8-水平仪，9-镜面，10-销孔，11-寻北仪定位销，12-回转装置定位孔，13-平移装置，14-调平装置，15-回转装置，16-滑轨，17-脚轮，18-惯导过渡板定位平面，19-军械校靶镜。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种基于陀螺寻北仪的飞机惯性导航装置安装方位的调校装置，将光学测量方法与惯性测量方法结合起来，先通过光学测量结合调整机构使调校装置的坐标系与飞机坐标系平行，测量飞机的纵轴方向，并采用惯导自身的机械接口连接惯导自身的安装环境，对惯导安装接口进行直接测量调校，使惯导坐标系与飞机坐标系平行，从而保证了机上惯导坐标系与飞机坐标系平行，达到惯导在飞机上安装方位调校的目的。本发明可以达到较高的调校精度，且操作简便，可以大幅提高调校效率。

所述调校装置结构如图1所示，包括光轴截取装置1、调校平台2和机架3，其中光轴截取装置1和调校平台2安装在机架3上。

调校平台2由连接平板5和安装在连接平板5上的瞄准镜6、垂准仪4、寻北仪7和水平仪8构成；

连接平板5上设有基于一面两销定位方式的惯导机械接口，惯导安装过渡板的定位平面位于连接平板5下方，用于在进行飞机惯导安装调校时、定夹惯导安装过渡板；还设置有一个精密研磨镜面9，镜面9的法向与连接平板5上的两销孔10连线方向垂直，作为惯导的方位向基准；还设有两个寻北仪定位销11，二者连线与镜面9垂直；还设有回转装置定位孔12，用于与回转装置中心定位，以回转装置的中心轴线作为连接平板5的回转轴线；

垂准仪4通过中空的垂准仪支座安装在连接平板5上方，并距离连接平板5一定距离，避开瞄准镜(6)的光路，垂准仪4的视准轴精确竖直，与连接平板5的回转轴线重合；

瞄准镜6位于垂准仪4的后方，瞄准镜6的光轴与垂准仪4的视准轴相交，瞄准镜6的光轴与镜面9垂直；

寻北仪7通过寻北仪定位销11定位安装在连接平板5上，且寻北仪7的定位基准与镜面9的法向平行，用于测量当前飞机的纵轴方向，即惯导所需的方位向；

两个水平仪8相互垂直放置于连接平板5上，其定位面位于连接平板5上方、且与惯导安装过渡板的定位平面平行；

光轴截取装置1为一个倾斜的成像屏幕，位于调校平台2中垂准仪4的竖直向上的光路、以及军械校靶镜的光路上，用于在军械校靶镜19中观察垂准仪4向上的激光光斑；

机架3上设有用于调节连接平板5位置的平移装置13、用于调节连接平板5水平度的调平装置14和用于调节连接平板5角度的回转装置15，还设有用于调节光轴截取装置1的高度的滑轨16；

机架3底部还可以设置有脚轮17，用于进行机架3的移动。

采用该调校装置进行飞机惯性导航装置安装方位校准的示意图如图4所示，具体校准流程为：

步骤1、将飞机调水平，利用军械校靶镜19确定飞机纵轴方向，在军械校靶镜19光轴上设置铅垂线，(铅垂线距离军械校靶镜19 30m以上，这样能够提高测量精度)；

步骤2、将机架3移动至军械校靶镜19的前方，并调整光轴截取装置1的位置，使得光轴截取装置1的屏幕位于军械校靶镜19视场中央(即位于军械校靶镜19光轴上)；

步骤3、调平调校平台2和垂准仪4，水平移动调校平台2使得垂准仪4向上的激光光斑经光轴截取装置成像后入射到军械校靶镜19视场中央；

步骤4、水平回转调校平台2使得铅垂线位于瞄准镜6视场中央；此时，瞄准镜6光轴方向与飞机纵轴方向一致；

步骤5、采用寻北仪7测量获得此时飞机纵轴方向与真北方向的偏角，记为α。

步骤6、取下调校平台2，并将惯导安装过渡板安装于连接平板5的下方，然后将安装了惯导安装过渡板的调校平台2安装到飞机惯导底板上，在飞机上通过调整惯导底板使寻北仪7的此时的示值与上述偏角α一致、且水平仪8水平。(则此时飞机上惯导坐标系与装置坐标系平行，从而保证了惯导坐标系与飞机坐标系重合，完成了惯导在飞机上安装方位的调校)。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于陀螺寻北仪的飞机惯性导航装置安装方位的调校方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、构建调校装置；

所述调校装置包括机架(3)和安装在机架(3)上的光轴截取装置(1)和调校平台(2)；

其中，调校平台(2)由连接平板(5)和安装在连接平板(5)上的瞄准镜(6)、垂准仪(4)、寻北仪(7)和水平仪(8)构成；

所述连接平板(5)上设有与机上惯导安装过渡板配合的、基于一面两销定位方式的惯导机械接口；还设有一个镜面(9)，镜面(9)的法向与连接平板(5)上的两销孔(10)连线方向垂直，作为惯导的方位向基准；还设有两个寻北仪定位销(11)，二者连线与镜面(9)垂直；还设有回转装置定位孔(12)，连接平板(5)的回转轴线与回转装置的中心轴线重合；

垂准仪(4)通过中空的垂准仪支座安装在连接平板(5)上方，并避开瞄准镜(6)的光路，垂准仪(4)的视准轴竖直、并与回转装置的中心轴线重合；

瞄准镜(6)位于垂准仪(4)的后方，瞄准镜(6)的光轴与垂准仪(4)的视准轴相交，瞄准镜(6)的光轴与镜面(9)垂直；

寻北仪(7)通过寻北仪定位销(11)安装在连接平板(5)上，且寻北仪(7)的定位基准与镜面(9)的法向平行；

连接平板(5)还设有两个相互垂直的水平仪(8)，水平仪(8)的定位面位于连接平板(5)上方、且与惯导安装过渡板的定位平面平行；

光轴截取装置(1)为成像屏幕，位于调校平台(2)中垂准仪(4)的竖直向上的光路、以及军械校靶镜的光路上，用于在军械校靶镜中观察垂准仪(4)向上的激光光斑；

机架(3)上设有用于调节连接平板(5)位置的平移装置(13)、用于调节连接平板(5)水平度的调平装置(14)和用于调节连接平板(5)角度的回转装置(15)，还设有用于调节光轴截取装置(1)的高度的滑轨(16)；

步骤2、将飞机调水平，利用军械校靶镜(19)确定飞机纵轴方向，在军械校靶镜(19)光轴上设置铅垂线；

步骤3、将机架(3)移动至军械校靶镜(19)的前方，并调整光轴截取装置(1)的位置，使得光轴截取装置(1)的屏幕位于军械校靶镜(19)视场中央；

步骤4、调平调校平台(2)和垂准仪(4)，水平移动调校平台(2)使得垂准仪(4)竖直向上的激光光斑经光轴截取装置成像后入射到军械校靶镜(19)视场中央；

步骤5、水平回转调校平台(2)使得铅垂线位于瞄准镜(6)视场中央；此时，瞄准镜(6)光轴方向与飞机纵轴方向一致；

步骤6、采用寻北仪(7)测量获得此时飞机纵轴方向与真北方向的偏角，记为α；

步骤7、取下调校平台(2)，并将惯导安装过渡板安装于连接平板(5)的下方，然后将安装了惯导安装过渡板的调校平台(2)安装到飞机惯导底板上，在飞机上通过调整惯导底板使寻北仪(7)的示值与步骤6获得的α一致、且水平仪(8)水平，至此，完成了飞机惯性导航装置的安装方位的调校。